Chikyu отправляется в экспедицию IODP: Проект быстрого бурения Японского желоба

Научно-исследовательское судно для глубоководного бурения «Тикю», управляемое Японским агентством науки и технологий по изучению морских недр (JAMSTEC), примет участие в экспедиции 343 Интегрированной программы океанского бурения (IODP) — Проекте быстрого бурения Японского желоба (JFAST) — с 1 апреля по 24 мая 2012 года.

Основная цель проекта JFAST — понять механизм чрезвычайно большого смещения по разлому, которое произошло на мелководной части зоны субдукции во время землетрясения Тохоку в 2011 году. Это смещение на 30–50 метров было главной причиной разрушительного цунами, нанесшего огромный ущерб и унесшего множество жизней на северо-восточном побережье Хонсю, Япония. Понимание природы землетрясения и цунами Тохоку имеет прямое значение для оценки опасности на других зонах субдукции по всему миру.

Ранее считалось, что зона разлома на границе плит в области аккреционного клина у желоба имеет низкую прочность, поэтому большое напряжение не накапливается в период между землетрясениями. Это означало, что при крупных субдукционных землетрясениях не ожидается большого смещения. Землетрясение Тохоку 2011 года магнитудой 9.0 у тихоокеанского побережья Японии показало, что это не всегда так.

Проект JFAST ставит две основные задачи: отобрать образцы разлома для анализа его физических свойств и провести температурные измерения для оценки напряжения трения во время землетрясения. Получение фрагмента разлома, сместившегося на десятки метров, предоставит уникальную новую геологическую информацию. Подробные исследования физических свойств, условий флюидов и характеристик скольжения помогут понять процессы в разломе.

Ключом к пониманию динамики крупных разрывов является знание уровня динамического трения на разломе. Один из самых прямых способов оценить его — измерить остаточное тепло в зоне разлома. Теоретические расчеты показывают, что измерения необходимо начать в течение примерно 2 лет после землетрясения. Для надежной оценки трения требуются измерения температуры, проницаемости зоны разлома и химических свойств флюидов и пород, что объясняет название проекта — JFAST (быстрый).

Буровая площадка расположена у полуострова Осика, к западу от оси Японского желоба. Глубина воды на основном месте бурения составляет 6 910 метров, а бурение планируется на глубину до 1000 метров ниже морского дна, чтобы достичь зоны разлома. В истории проектов глубоководного бурения только одна экспедиция (в Марианском желобе в 1978 году) успешно бурила на большей глубине (7 034 м), но проникла всего на 15.5 метра ниже дна. Данная экспедиция с использованием около 8000 метров бурильной колонны является серьезным научным, инженерным и рекордным вызовом.

Основные операции включают бурение двух скважин в одной локации: первая — для геофизических исследований in situ и локализации зоны разлома, вторая — для отбора керна с поверхности смещения землетрясения Тохоку. В обе скважины будут установлены обсерватории с датчиками температуры и давления. Данные будут передаваться на регистратор на устье скважины и впоследствии получены с помощью дистанционно управляемого аппарата JAMSTEC KAIKO 7000II.